專利名稱：淀積膜形成方法以及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在支撐體上利用淀積膜特別是功能性淀積膜，特別在半導(dǎo)體器件，電子照相感光體，圖像輸入用的線傳感器，攝像器件，光電元件等中使用的非晶或者多晶等非單晶淀積膜的光接收構(gòu)件的形成中適用的基于等離子體CVD(化學(xué)汽相淀積)法的淀積膜形成方法以及裝置。
背景技術(shù)：
以往，作為在半導(dǎo)體器件，電子照相用感光體器件，圖像輸入用線傳感器，攝像器件，光電器件，其它各種電子元件，光學(xué)元件等中使用的元件構(gòu)件，提出用非晶硅，例如氫以及/或者鹵素(例如氟，氯等)補償了的非晶硅(a-SiH/X)等的非晶材料構(gòu)成的半導(dǎo)體等用的淀積膜，其中的一些已經(jīng)實用。形成這種淀積膜的情況下，需要膜厚以及膜特性的均勻化，通過設(shè)置由原料氣體的供給方法或者等離子體CVD法等使等離子體均勻化的裝置和使被形成構(gòu)件旋轉(zhuǎn)的裝置，在膜特性的均勻化方面是有效的。在使被形成構(gòu)件旋轉(zhuǎn)的情況下，由旋轉(zhuǎn)引起的裝置壽命的降低或者裝置結(jié)構(gòu)等的問題也非常重要，為此還提出各種裝置結(jié)構(gòu)。例如，在特許公告平成5-33814號公報中，記述了在旋轉(zhuǎn)的軸承中使用由碳形成的旋轉(zhuǎn)體。
以往通過這樣的方法進行了淀積膜的均勻化，但是近年來伴隨著數(shù)字化和彩色化，當(dāng)然要求淀積膜的均勻性，此外還要求電子照相特性更出色的淀積膜。為此層結(jié)構(gòu)也多樣化。另外，作為淀積膜形成時的參數(shù)之一，淀積膜形成時的溫度也成為重要的因素，不得不通過施加更高的熱能形成更高品質(zhì)的淀積膜。
圖2是示出以往的淀積膜形成裝置的一個例子的模式剖面圖。如果把圖2的裝置大致分開，則由淀積裝置2100和用于把反應(yīng)容器210內(nèi)減壓的排氣裝置2200構(gòu)成。作為淀積裝置2100內(nèi)的結(jié)構(gòu)，設(shè)置圓柱形支撐體212，支撐體夾具217，支撐體加熱用加熱器213，具有原料氣體導(dǎo)入孔的原料氣體導(dǎo)入管214，用于調(diào)整原料氣體流量的質(zhì)量流量控制器(未圖示)中存在的混合器224，原料氣體流入閥230。另外，經(jīng)過高頻匹配箱215連接有高頻電源216。進而，在反應(yīng)容器210的下部設(shè)置具有用于使圓柱形支撐體212旋轉(zhuǎn)的電機220和驅(qū)動齒輪219的驅(qū)動單元，具有旋轉(zhuǎn)齒輪218-1和旋轉(zhuǎn)臺218-2的旋轉(zhuǎn)單元218。另外，在旋轉(zhuǎn)單元中，作為旋轉(zhuǎn)的軸承使用由金屬形成的軌道軸輪和轉(zhuǎn)動體構(gòu)成的軸承222，設(shè)置用于保持軸承222和支撐體加熱用加熱器213的保持撐條231。圓柱形支撐體212安裝在支撐體夾具217上，通過在旋轉(zhuǎn)臺218-2上設(shè)置旋轉(zhuǎn)基座221，能夠進行旋轉(zhuǎn)。其次，作為排氣裝置2200的結(jié)構(gòu)，使用在排氣管道228上設(shè)置了真空計225，排氣主閥227，例如，回轉(zhuǎn)泵，機械升壓泵等的真空泵單元229，能夠把反應(yīng)容器210內(nèi)維持為預(yù)定的壓力。通過使用了這種以往的淀積膜形成裝置的淀積膜形成方法，能夠得到具有某種實用程度的特性和均勻性的淀積膜。
但是，在這些以往的淀積膜形成裝置中，在要求象電子照相用感光體那樣大面積而且比較厚的淀積膜產(chǎn)品的情況下，在淀積膜形成時由于發(fā)生大量的粉末狀副產(chǎn)品或者淀積膜的碎片，因此存在著混入到軸承內(nèi)對于旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生障礙的問題。另外，為了在淀積膜形成以后去除粉末狀副產(chǎn)品或者淀積膜的碎片，在使用腐蝕性高的清潔氣體的情況下，還存在著軸承自身被腐蝕這樣的問題。進而，在提高成品率或者提高生產(chǎn)節(jié)拍等中淀積膜形成后的清潔處理工藝也成為不得采用過于苛刻條件的狀況。
在這樣的狀況下，對于淀積膜形成裝置的負(fù)荷增大，在淀積膜形成時作為使圓柱形支撐體旋轉(zhuǎn)的單元所使用的滾珠軸承的軸承構(gòu)件有時將發(fā)生由于熱膨脹在旋轉(zhuǎn)周期具有不穩(wěn)定的弊端。另外，為了縮短清潔處理時間而提高清潔氣體的濃度時，有時還發(fā)生對于滾珠軸承等軸承構(gòu)件的腐蝕，旋轉(zhuǎn)軸振動等弊端。
考慮到滾珠軸承的軸承構(gòu)件的熱膨脹，有在加熱時進行平滑轉(zhuǎn)動的尺寸形成方法，但是尺寸公差增大，對旋轉(zhuǎn)精度帶來影響。另外，在形成具有功能性的多層結(jié)構(gòu)的淀積膜的情況下，溫度在每一層發(fā)生多樣變化。為此，軸承構(gòu)件的熱膨脹引起的形狀變化也很復(fù)雜，僅是用尺寸管理難以對所有的層都實現(xiàn)平滑地轉(zhuǎn)動。
另外，以往作為清潔氣體產(chǎn)生的腐蝕的對策，使用耐腐蝕性高的金屬構(gòu)件，但是價格高而且還不能夠完全避免腐蝕。
這樣，在降低旋轉(zhuǎn)精度，或者根據(jù)軸承部分的腐蝕，沒有實施平滑地旋轉(zhuǎn)的情況下，如上所述，例如有時在圓柱形支撐體的旋轉(zhuǎn)中發(fā)生振動。在以往的電子照相裝置中，在旋轉(zhuǎn)中發(fā)生了微小振動的狀態(tài)下，即便使用所形成的電子照相用感光體，在實用上也沒有問題。但是，例如在近年來的高畫質(zhì)彩色裝置中，還提高了分辨率。因此，如上述那樣，在旋轉(zhuǎn)中產(chǎn)生微小振動的狀態(tài)下，在使用了所形成的電子照相用感光體時，有時在視覺上明顯地看到電子照相感光體的電子照相特性的不均勻。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述那樣的以往的各種問題，提供通過使基體穩(wěn)定地平滑地旋轉(zhuǎn)，能夠穩(wěn)定而且高成品率地制造圖像缺陷少、高畫質(zhì)而且易于使用的電子照相感光體的淀積膜形成方法以及裝置。
具體地講，提供一種淀積膜形成方法，該方法在能夠減壓的反應(yīng)容器內(nèi)設(shè)置圓柱形支撐體，使上述圓柱形支撐體旋轉(zhuǎn)，使用淀積膜形成用原料氣體導(dǎo)入單元，在上述反應(yīng)容器內(nèi)導(dǎo)入原料氣體，把上述圓柱形支撐體加熱，施加用于激勵上述原料氣體的放電能量，對上述反應(yīng)容器內(nèi)進行排氣的同時通過等離子體CVD法形成淀積膜，其特征在于使用具備非旋轉(zhuǎn)部分的旋轉(zhuǎn)單元進行上述圓柱形支撐體的旋轉(zhuǎn)，上述非旋轉(zhuǎn)部分包括至少具有滑動面部分的滑動構(gòu)件，而且上述滑動面部分的至少一部分由固體潤滑材料形成。
本發(fā)明另一個目的在于提供一種淀積膜形成裝置，該淀積膜形成裝置具備能夠減壓的反應(yīng)容器；在上述反應(yīng)容器內(nèi)設(shè)置圓柱形支撐體的設(shè)置單元；使上述圓柱形支撐體旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)單元；淀積膜形成用原料氣體導(dǎo)入單元；把上述圓柱形支撐體加熱的加熱單元；用于激勵上述原料氣體的放電能量施加單元；對上述反應(yīng)容器內(nèi)進行排氣的排氣單元，其特征在于上述旋轉(zhuǎn)單元具備旋轉(zhuǎn)部分和具有滑動構(gòu)件的非旋轉(zhuǎn)部分，上述滑動構(gòu)件至少具有滑動面部分，上述滑動面部分的至少一部分具有固體潤滑材料。
在本發(fā)明中，上述滑動構(gòu)件的形狀最好為圓柱形。
如以上所述，如果采用本方法，使圓柱形支撐體旋轉(zhuǎn)，使用淀積膜形成用原料氣體導(dǎo)入單元，在反應(yīng)容器內(nèi)導(dǎo)入原料氣體，把上述圓柱形支撐體加熱，加入用于激勵上述原料氣體的放電能量，把上述反應(yīng)容器內(nèi)排氣的同時通過等離子體CVD法形成淀積膜，通過使用具有非旋轉(zhuǎn)部分的滑動面的至少一部分用固體潤滑材料構(gòu)成的滑動構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)單元，能夠形成光滑的滑動面，能夠提供提高滑動性能而且穩(wěn)定的淀積膜的制造方法和制造裝置。
另外，如果依據(jù)本發(fā)明的淀積膜形成方法以及淀積膜形成裝置，則由于不存在由粉末狀副產(chǎn)物或者淀積膜的碎片等阻礙旋轉(zhuǎn)臺的旋轉(zhuǎn)，充分地確保腐蝕以及耐久性，因此能夠使圓柱形支撐體穩(wěn)定而平滑地旋轉(zhuǎn)。另外，如果依據(jù)本發(fā)明的淀積膜形成方法和淀積膜形成裝置，則能夠改善成品率，提高淀積膜的生產(chǎn)性。
進而，如果依據(jù)本發(fā)明的淀積膜形成方法和淀積膜形成裝置，則由于能夠在淀積膜形成裝置自身以及淀積膜的電特性方面不帶來任何不良影響，提高所形成的淀積膜的品質(zhì)，得到膜厚或者膜特性的均勻性都出色的淀積膜，因此能夠穩(wěn)定地得到減少圖像缺陷，確保高畫質(zhì)的良好的電子照相用感光體。


圖1是采用了本發(fā)明的淀積膜形成方法的淀積膜形成裝置的模式剖面圖。
圖2是以往的淀積膜形成裝置的模式剖面圖。
圖3是示出非晶硅電子照相感光體的層結(jié)構(gòu)一例的模式圖。
圖4A是表示由固體潤滑材料構(gòu)成的軸承的形狀的剖面圖，圖4B是斜視圖。
圖5A是表示以往的滾珠軸承形狀的剖面圖，圖5B是斜視圖。
圖6是本發(fā)明的淀積膜形成裝置的旋轉(zhuǎn)單元的模式剖面圖。
圖7A是表示圓柱形支撐構(gòu)件的形狀的剖面圖，圖7B是斜視圖。
具體實施例方式
本發(fā)明者們銳意研究了得到平滑旋轉(zhuǎn)的方法，作為潤滑性高的材料，關(guān)注到固體潤滑材料。作為該固體潤滑材料的特征，由于是片晶晶格(lamellar lattice)物質(zhì)，因此通過固體潤滑材料自身熔著于所面對的材料表面上，起到降低滑動部分的摩擦阻力的作用，在得到平滑旋轉(zhuǎn)方面是最適宜的材料。另外，關(guān)于熱膨脹是與金屬幾乎相同的膨脹系數(shù)，如上所述，由于起到減少摩擦阻力的作用，因此難以引起卡住等弊端。另一方面，關(guān)于腐蝕，由于是自身潤滑材料，始終形成新的滑動面，因此判斷為影響很小。發(fā)現(xiàn)了通過把固體潤滑材料應(yīng)用在旋轉(zhuǎn)的滑動面中，還能夠與淀積膜的形成條件變更相對應(yīng)，實現(xiàn)平滑的轉(zhuǎn)動。
更具體地講，固體潤滑材料能夠任意地設(shè)定形狀，能夠加工成與用途相適應(yīng)的形狀。另外，具有不僅是在所有的位置使用，而且還具有增加設(shè)置個數(shù)，提高旋轉(zhuǎn)軸的振動精度，或者通過提高固體潤滑材料與對方材料的間隙，提高旋轉(zhuǎn)精度的效果。
以下，說明本發(fā)明的實施形態(tài)。
圖1模式地示出使用了在本發(fā)明中使用的RF頻帶(射頻)的高頻電源的RF等離子體CVD法的感光體的淀積膜形成裝置一例的剖面圖。這些裝置如果大致劃分，由淀積裝置1100和用于把反應(yīng)容器110內(nèi)減壓的排氣裝置1200構(gòu)成。作為淀積裝置1100內(nèi)的結(jié)構(gòu)，設(shè)置圓柱形支撐體112，支撐體夾具117，支撐體加熱用加熱器113，具有原料氣體導(dǎo)入孔的原料氣體導(dǎo)入管114，介于用于調(diào)整原料氣體的流量的質(zhì)量流量控制器(未圖示)之間的混合器124，原料氣體流入閥130。另外，經(jīng)過高頻匹配箱115連接高頻電源116。
進而，在反應(yīng)容器110的下部設(shè)置具有用于使圓柱形支撐體112旋轉(zhuǎn)的電機120以及驅(qū)動齒輪119的驅(qū)動單元和提供有旋轉(zhuǎn)齒輪部分118-1，旋轉(zhuǎn)臺118-2，保持撐條131以及存在于軸承中的固體潤滑材料122的旋轉(zhuǎn)單元118。在本發(fā)明中，作為傳遞旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的方法，從淀積裝置1100的側(cè)面設(shè)置驅(qū)動軸經(jīng)過齒輪旋轉(zhuǎn)的方法，或者從反應(yīng)容器110的下面或者上面與圓柱形支撐體112同軸形成旋轉(zhuǎn)用軸并使支撐體夾具117的上端部分或者下端旋轉(zhuǎn)的方法中的任一種方法都是有效的，而從結(jié)構(gòu)上能夠簡化的淀積裝置1100的側(cè)面設(shè)置驅(qū)動軸，經(jīng)過驅(qū)動齒輪119和旋轉(zhuǎn)單元118使圓柱形支撐體112旋轉(zhuǎn)的方法在本發(fā)明中最適宜。另外，在形成用于使支撐體夾具117旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)用軸時，作為旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動電機120的設(shè)置方法，在與旋轉(zhuǎn)用軸同一個軸上或者經(jīng)過齒輪設(shè)置的平行軸上設(shè)置的方法，經(jīng)過上述旋轉(zhuǎn)用軸和齒輪設(shè)置成直角的方法的每一種方法都是有效的。
在本發(fā)明中，固體潤滑材料122安裝在保持撐條131上，固定成不旋轉(zhuǎn)，在固體潤滑材料122的外周面與旋轉(zhuǎn)臺118-2的內(nèi)周面中形成滑動面部分。另外，作為在固體潤滑材料122中含有的元素，可以舉出鎢(W)，硫(S)，碳(C)，硼(B)，氮(N)等，而從淀積膜形成條件出發(fā)，最好在大于等于200℃小于等于500℃的環(huán)境中，發(fā)揮熱膨脹系數(shù)小而且有效的潤滑性，最適宜的是包括鎢或者硫中的至少一種的材料。另外，作為固體潤滑材料122的設(shè)置位置無論是能夠減壓的反應(yīng)容器內(nèi)外，對于旋轉(zhuǎn)滑動面部分都能夠在任何位置使用，同時采用多個設(shè)置位置更為有效。
本發(fā)明中，作為固體潤滑材料112和形成滑動面部分的對方材料，適宜使用在金屬性材料中光滑性出色的不銹鋼，銅，鎳及其合金。其中，從制造成本或者機械強度等方面出發(fā)不銹鋼材料最適宜。
圓柱形支撐體112安裝在支撐體夾具117上，在旋轉(zhuǎn)齒輪118上設(shè)置旋轉(zhuǎn)基座121，通過使用旋轉(zhuǎn)單元能夠進行旋轉(zhuǎn)。
在本發(fā)明中，作為圓柱形支撐體112的轉(zhuǎn)數(shù)，通過使用固體潤滑材料122能夠降低旋轉(zhuǎn)的振動，因此與以往相比能夠進行高速旋轉(zhuǎn)。但是如果過快則微妙地變化，因此有時由旋轉(zhuǎn)引起的圓柱形支撐體112的振動增大，如果過慢則由于有時降低旋轉(zhuǎn)的效果，因此適宜的是大于等于1rpm小于等于20rpm，更理想的是大于等于1rpm小于等于5rpm。
其次，作為排氣裝置1200的結(jié)構(gòu)，使用在排氣管道128上設(shè)置了真空計125，排氣主閥127，例如回轉(zhuǎn)泵，機械升壓泵等真空泵的真空泵單元129，把反應(yīng)容器110內(nèi)維持為預(yù)定的壓力。
以下，說明使用了圖1的裝置的淀積膜形成方法的順序的一個例子。
在反應(yīng)容器110內(nèi)設(shè)置安裝了圓柱形支撐體112的支撐體夾具117，通過真空泵單元129把反應(yīng)容器110內(nèi)排氣。接著，在反應(yīng)容器110內(nèi)經(jīng)過混合器124以及氣體導(dǎo)入管114導(dǎo)入在圓柱形支撐體112的加熱中必要的氣體(例如Ar或者He)，使用真空泵單元129以及排氣主閥127，邊觀察真空計125邊進行調(diào)整使得反應(yīng)容器110內(nèi)成為預(yù)定的壓力。
其次，如果成為預(yù)定的壓力，則通過支撐體加熱用加熱器113把圓柱形支撐體112的溫度控制為200℃～450℃，更理想的是控制為250℃～350℃這樣所希望的溫度。
根據(jù)以上的順序結(jié)束了淀積膜形成準(zhǔn)備以后，在圓柱形支撐體112上進行淀積膜的形成。即，經(jīng)過混合器124在反應(yīng)容器110內(nèi)導(dǎo)入加熱用的氣體和淀積膜形成用的原料氣體，調(diào)整成使得原料氣體成為所希望的流量。這時，邊觀察真空計125邊調(diào)整主閥127的開口使得反應(yīng)容器110內(nèi)成為13.3mPa～1330Pa這樣所希望的壓力。當(dāng)內(nèi)壓穩(wěn)定了時，把高頻電源116設(shè)定為所希望的電力。接著，例如使用頻率13.56MHz的RF電源，通過高頻匹配箱115把高頻電力供給到陰極電極111使其發(fā)生高頻輝光放電。根據(jù)該放電能量分解導(dǎo)入到反應(yīng)容器110內(nèi)的原料氣體，在圓柱形支撐體1102上形成所希望的淀積膜。
在形成淀積膜的階段為了形成均勻的淀積膜，或者，在把圓柱形支撐體112加熱的階段為了進行均勻的加熱，使圓柱形支撐體112旋轉(zhuǎn)。以1rpm～20rpm的旋轉(zhuǎn)速度使電機120旋轉(zhuǎn)，使設(shè)置了驅(qū)動齒輪119和旋轉(zhuǎn)基座121的旋轉(zhuǎn)臺118-2旋轉(zhuǎn)。另外，在等離子體處理時的圓柱形基體的轉(zhuǎn)數(shù)過大的情況下，有時由旋轉(zhuǎn)引起的軸振動增大，在轉(zhuǎn)數(shù)過小的情況下，有時由旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的效果減小。為此，作為等離子體處理時的圓柱形基體的轉(zhuǎn)數(shù)，最好是大于等于1rpm小于等于10rpm，更理想的是大于等于1rpm小于等于5rpm。這時，作為旋轉(zhuǎn)的軸承，固體潤滑材料122的外周部分形成旋轉(zhuǎn)臺118-2的內(nèi)面和滑動面部分。該旋轉(zhuǎn)持續(xù)進行到結(jié)束了淀積膜形成為止。這樣在圓柱形支撐體112上形成淀積膜。作為在淀積膜形成時所使用的原料氣體，使用硅烷(SiH4)，乙硅烷(Si2H6)，四氟化硅(SiF4)，六氟化二硅(Si2F6)等非晶硅形成用的原料氣體，或者它們的混合氣體都是有效的。作為稀釋氣體，使用氫(H2)，氬(Ar)，氦(He)等也是有效。另外，作為使淀積膜的禁帶寬度變化等的特性改善氣體，并用包括氮(N2)，氨(NH3)等氮原子的元素，包括氧(O2)，一氧化氮(NO)，二氧化氮(NO2)，一氧化二氮(N2O)，一氧化碳(CO)，二氧化碳(CO2)等氧原子的元素，甲烷(CH4)，乙烷(C2H6)，乙烯(C2H4)，乙炔(C2H2)，丙烷(C3H8)等碳化氫，四氟化鍺(GeF4)，氟化氮(NF3)等氟化物或者它們的混合氣體也是有效的。
另外，以摻雜處理為目的，同時在放電空間中導(dǎo)入乙硼烷(B2H6)，氟化硼(BF3)，磷酸(PH3)等摻雜氣體同樣也是有效的。
接著，在淀積膜形成以后，停止供給原料氣體以及高頻電力，把排氣主閥127全部打開，把反應(yīng)容器110內(nèi)進行排氣。然后，使用吹洗氣體(例如Ar等惰性氣體以及/或者N2)吹洗反應(yīng)容器110以及氣體導(dǎo)入管114內(nèi)部。吹洗結(jié)束以后，使用Ar等惰性氣體以及/或者N2氣體使反應(yīng)容器110返回到大氣壓，從反應(yīng)容器110取出形成了淀積膜的圓柱形支撐體112。然后，在反應(yīng)容器110內(nèi)投入清潔用的虛擬支撐體，進行反應(yīng)容器110內(nèi)的清潔處理。
在本發(fā)明中，支撐體加熱用加熱器113只要是能夠在真空中使用的發(fā)熱體即可，具體地講，作為對象能夠舉出套管加熱器、板形加熱器、陶瓷加熱器、碳加熱器等電阻發(fā)熱體，或者鹵素?zé)?、紅外線燈等熱放射燈發(fā)熱體，或者以液體、氣體等作為熱媒介的熱交換裝置的發(fā)熱器等。作為支撐體加熱用加熱器13的表面材料，能夠使用不銹鋼、鎳、鋁、銅等金屬類，或者陶瓷、耐熱性高分子樹脂等。
在本發(fā)明中，作為所使用的清潔性氣體舉出了CF4，CF4/O2，SF6，ClF3(三氟化氯)等，而在本實施形態(tài)中，從縮短清潔時間的方面出發(fā)ClF3(三氟化氯)是有效的。另外，在本實施形態(tài)中，為了調(diào)整清潔性氣體的濃度使用稀釋用的惰性氣體進行濃度的調(diào)整也是有效的，作為所導(dǎo)入的惰性氣體，可以舉出He，Ne，Ar，而最好使用Ar。
圖6是示出真空處理裝置具備的旋轉(zhuǎn)單元的縱剖面圖。圖7A以及圖7B示出設(shè)置在旋轉(zhuǎn)單元具有的圓柱支撐構(gòu)件上的固體潤滑材料的一個例子。
如果說明圖6，則圓柱支撐構(gòu)件132例如由不銹鋼、銅、鎳以及其合金等形成為圓柱形，其內(nèi)周部分固定在保持撐條131的頂端部分。另外，作為圓柱支撐構(gòu)件132的材質(zhì)，在考慮了加工成本或者機械強度的情況下，不銹鋼是最適宜的。
而且，在作為圓柱支撐構(gòu)件132的外周面的滑動面中，如圖7A以及圖7B所示，隔開預(yù)定的間隔分別配置多個固體潤滑材料122。各個固定潤滑材料122分別固定在圓柱支撐構(gòu)件132的滑動面上，作為固體潤滑材料122的固定方法，例如可以舉出打入方法或者螺絲接合方法等。
從而，旋轉(zhuǎn)單元118把在與旋轉(zhuǎn)臺118-2的滑動面上設(shè)置了固體潤滑材料122的圓柱支撐構(gòu)件132用作為能夠旋轉(zhuǎn)支撐旋轉(zhuǎn)臺118-2的軸承。
另外，固體潤滑材料122滑動的旋轉(zhuǎn)臺118-2即使在金屬材料中適用的也是光滑性比較好的不銹鋼，銅，鎳以及它們的合金。另外，作為旋轉(zhuǎn)臺的材質(zhì)，在考慮了加工成本或者機械強度的情況下，不銹鋼是最適宜的。
而且，圓柱形支撐體112安裝在支撐體夾具117上，通過旋轉(zhuǎn)臺118-2與設(shè)置在圓柱形支撐構(gòu)件132上的固體潤滑材料122滑動，能夠與支撐體夾具117一起繞支撐軸旋轉(zhuǎn)。
以下，根據(jù)實驗例以及實施例更詳細(xì)地說明本發(fā)明。
實施例實施例1使用圖1所示的淀積膜形成裝置，在由鋁構(gòu)成的外徑80mm，長度358mm，壁厚5mm的圓柱形支撐體上，按照表1所示的條件形成淀積膜，形成了圖3所示的層結(jié)構(gòu)的非晶硅電子照相感光體。這時作為高頻電源使用了13.56MHz的RF電源。另外，圖3的301示出圓柱形支撐體，302示出下部阻止層(第1層)，303示出第1光導(dǎo)電層(第2層)，304示出第2光導(dǎo)電層(第3層)，305示出表面保護層(第4層)。
如表2所示，使用作為固體潤滑材料的包括二硫化鎢(WS2)FujiDice(株)公司制的FWD-430L加工成圖4A以及4B所示形狀的軸承構(gòu)件。另外，作為與軸承構(gòu)件的滑動部分的對方材料的圖1所示的旋轉(zhuǎn)臺118-2使用SUS316L。作為清潔處理時的清潔氣體使用由Ar稀釋了的ClF3，把淀積膜的形成以及清潔處理作為1個周期，進行20個周期，關(guān)于生成時所使用的淀積膜的形成裝置以及所生成的電子照相感光體按照下述所示的條件進行了評價。把其結(jié)果作為實施例1示于表3中。其中，旋轉(zhuǎn)速度固定為1rpm。
實施例2如圖2所示，除去作為固體潤滑材料，使用了把包括碳(C)的Fuji Dice(株)公司制的BGN6040加工成圖4A以及4B所示形狀的軸承部件以外，按照與實施例1相同的方法進行淀積膜的形成以及清潔處理，進行了同樣的評價。其結(jié)果作為實施例2示于表3中。
實施例3如表2所示，作為與固體潤滑材料的滑動部分的對方材料的圖1所示的旋轉(zhuǎn)臺118-2的材質(zhì)，作為銅(Cu)材料使用了磷青銅的情況作為實施例3-1，作為鎳(Ni)材料使用了HASTELLOY(商品名，由Haynes International，Inc.獲取)的情況作為實施例3-2，除去上述以外，按照與實施例1相同的方法進行淀積膜的形成以及清潔處理，進行了同樣的評價。其結(jié)果作為實施例3-1以及3-2示于表3中。
實施例4如表2所示，作為清潔處理時的清潔氣體，除去使用了在CF4中混合了O2的氣體以外，按照與實施例1相同的方法進行淀積膜的形成以及清潔處理，進行了同樣的評價。其結(jié)果作為實施例4示于表3中。
比較例除去在軸承中作為圖5A以及5B所示形狀的驅(qū)動體使用不銹鋼，使用了以往的滾珠軸承以外，按照與實施例1相同的方法進行淀積膜的形成以及清潔處理，進行了與實施例1同樣的評價。其結(jié)果作為比較例示于表3中。另外關(guān)于磨損量由于沒有使用固體潤滑材料因此沒有進行評價。
表1


評價『滑動性能』在使安裝了圓柱形支撐體的支撐體夾具旋轉(zhuǎn)開始到結(jié)束了20個周期以后，測定旋轉(zhuǎn)時的轉(zhuǎn)矩，如下述那樣評價了滑動性能。
A......與初始沒有什么變化。
B......與初始相比較，轉(zhuǎn)矩的增加量小于10％。
C......與初始相比較，轉(zhuǎn)矩的增加量大于等于10％小于20％。
『磨損量』在使安裝了圓柱形支撐體的支撐體夾具旋轉(zhuǎn)開始到結(jié)束了20個周期以后，測定固體潤滑材料的體積，測定旋轉(zhuǎn)中的固體潤滑材料的磨損量，如下述那樣進行了評價。
A......與初始相比較，體積的減少量小于1％。
B......與初始相比較，體積的減少量大于等于1％小于5％。
C......與初始相比較，體積的減少量大于等于5％。
『軸承的外觀』在20個周期以后，使用金屬顯微鏡觀察軸承中的滑動面的腐蝕狀態(tài)，進行了評價。
A......沒有腐蝕，良好。
B......在一部分發(fā)現(xiàn)了腐蝕。
C......在整體發(fā)現(xiàn)了腐蝕。
『旋轉(zhuǎn)時的軸振動量』在初始和20個周期結(jié)束以后測定安裝了圓柱形支撐體的支撐體夾具的上端部分的軸振動量，測定了其變化量。
A......與初始相比較沒有變化。
B......與初始相比較軸振動的增加量小于初始的10％。
C......與初始相比較軸振動的增加量大于等于初始的10％小于20％?！弘娢坏木鶆蛐浴皇股傻碾娮诱障喔泄怏w帶電到預(yù)定的暗部表面電位(450V)。而且，測定兩方向的電位分布，求最大值與最小值的差。對于電子照相感光體的長度方向在5個位置實施以上的測定，把在該5個位置內(nèi)的最大值作為周邊不均勻電位。在淀積膜形成初始和20個周期結(jié)束以后測定、比較該周邊不均勻電位，進行了評價。
A......與初始相比較沒有變化，非常好。
B......與初始相比較，變化量小于10％，良好。
C......與初始相比較，變化量大于等于10％，但是是實用上不成問題的電平。
『綜合評價』對于上述各評價項目，根據(jù)以下所示的基準(zhǔn)進行了綜合評價的分級。
A......在所有的項目中是A。
B......至少在一個項目中存在B。
C......至少在一個項目中存在C。
表2


表3


(*)關(guān)于軸承的外觀，比其它的實施例好。
從表3可知，通過使用本發(fā)明的淀積膜形成方法以及裝置能夠得到了良好的結(jié)果。
實施例5作為圖1所示的淀積膜形成裝置的旋轉(zhuǎn)單元使用圖6所示的單元，在由Al(鋁)構(gòu)成的外徑80[mm]，長度358[mm]，壁厚5[mm]的圓柱形基體上，按照表1所示的條件，形成了圖3所示的層結(jié)構(gòu)的非晶硅電子照相用感光體。
電子照相用感光體在圓柱形支撐體301上，按照下部阻止層302，第1光導(dǎo)電層303，第2光導(dǎo)電層304和表面保護層305的順序疊層構(gòu)成。
這時，作為圓柱形支撐體132的材質(zhì)，使用不銹鋼(SUS316L)，使用在滑動面上固定了含有表4所示元素的固體潤滑材料(Fuji Dice株式會社制)的材料。另外，作為固體潤滑材料122滑動的旋轉(zhuǎn)臺118-2的材質(zhì)，使用不銹鋼(SUS316L)，把旋轉(zhuǎn)臺118-2的旋轉(zhuǎn)速度設(shè)定為1[rpm]。另外，在形成了淀積膜以后，作為在反應(yīng)容器內(nèi)的清潔處理時所使用的清潔氣體，使用了由Ar(氬)氣稀釋了的ClF3。把在固體潤滑材料中包括WS2的情況作為實施例5-1，把在固體潤滑材料中包括C的情況作為實施例5-2。
在該條件下，把淀積膜的形成工藝以及清潔處理工藝作為1個周期，反復(fù)進行20個周期，對于在電子照相用感光體的制作中使用的淀積膜形成裝置以及所制作的電子照相用感光體，進行了與實施例1相同的評價。其評價結(jié)果示于表4中。
表4


如從表5所示的評價結(jié)果所知，通過使用固體潤滑材料，對于滑動性能能夠得到良好的結(jié)果。進而，作為固體潤滑材料的材質(zhì)通過使用WS2，能夠得到更良好的滑動特性。
實施例6除去把圓柱形支撐構(gòu)件的材質(zhì)使用表5中所示的材料，作為設(shè)置在圓柱形支撐構(gòu)件132上的固體潤滑材料使用包括WS2的材料(FujiDice株式會社制)，把固體潤滑材料滑動的旋轉(zhuǎn)臺118-2的材質(zhì)使用表5中所示的材料以外，按照與實施例5相同的條件反復(fù)進行操作，制作了電子照相用感光體。
這時，關(guān)于在電子照相用感光體的制作時使用的淀積膜形成裝置，與實施例5相同進行了評價。其評價結(jié)果示于表5中。
表5


*在表中，SUS不銹鋼(SUS316L)，Cu磷青銅，NiHastelloy。
如從表5所知，即使在變更了圓柱形支撐構(gòu)件的材質(zhì)以及旋轉(zhuǎn)臺的材質(zhì)的情況下，通過在滑動面使用固體潤滑材料也能夠得到良好的結(jié)果。
實施例7除去在圓柱形支撐構(gòu)件的材質(zhì)中使用不銹鋼(SUS316L)，作為設(shè)置在圓柱形支撐構(gòu)件上的固體潤滑材料使用WS2的材料(Fuji Dice株式會社制)，在固體潤滑材料滑動的旋轉(zhuǎn)臺的材質(zhì)中使用不銹鋼(SUS316L)形成電子照相用感光體，制作了電子照相用感光體以后，在清潔處理中作為在CF4中混合了O2的氣體使用以外，按照與實施例5相同的條件反復(fù)進行操作，制作了電子照相感光體。
這時，對于在電子照相用感光體的制作時作為軸承使用的設(shè)置了固體潤滑材料的圓柱支撐構(gòu)件，與實施例5相同進行了評價。其結(jié)果作為實施例7-1示于表6中。
另外，作為實施例7-2，在表6中示出用Ar(氬)稀釋了ClF3(ClF3+Ar)的氣體用作為清潔氣體時的評價結(jié)果。
表6


*軸承的外觀比實施例7-2還優(yōu)越。
如從表6所示，即使在清潔處理工藝中使用了氟系清潔氣體的情況下，通過使用把設(shè)置了固體潤滑材料的圓柱形支撐構(gòu)件用作為軸承的淀積膜形成裝置，能夠得到良好的結(jié)果。
權(quán)利要求
1.一種淀積膜形成方法，該方法在能夠減壓的反應(yīng)容器內(nèi)設(shè)置圓柱形支撐體，使上述圓柱形支撐體旋轉(zhuǎn)，使用淀積膜形成用原料氣體導(dǎo)入單元，在上述反應(yīng)容器內(nèi)導(dǎo)入原料氣體，把上述圓柱形支撐體加熱，施加用于激勵上述原料氣體的放電能量，對上述反應(yīng)容器內(nèi)進行排氣的同時通過等離子體CVD法形成淀積膜，其特征在于使用具備非旋轉(zhuǎn)部分的旋轉(zhuǎn)單元進行上述圓柱形支撐體的旋轉(zhuǎn)，上述非旋轉(zhuǎn)部分包括至少具有滑動面部分的滑動構(gòu)件，而且上述滑動面部分的至少一部分由固體潤滑材料形成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的淀積膜形成方法，其特征在于上述滑動構(gòu)件的形狀為圓柱形。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的淀積膜形成方法，其特征在于在由上述淀積膜形成方法進行了淀積膜形成后，使用氟系的清潔氣體進行清潔處理。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的淀積膜形成方法，其特征在于上述氟系的清潔氣體包括氯或者碳元素中的至少一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的淀積膜形成方法，其特征在于上述氟系的清潔氣體包括ClF3或者CF4中的至少一種。
6.一種淀積膜形成裝置，該淀積膜形成裝置具備能夠減壓的反應(yīng)容器(110)；在上述反應(yīng)容器內(nèi)設(shè)置圓柱形支撐體的設(shè)置單元(117)；使上述圓柱形支撐體旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)單元(118)；淀積膜形成用原料氣體導(dǎo)入單元(114)；把上述圓柱形支撐體加熱的加熱單元(113)；用于激勵上述原料氣體的放電能量施加單元(116)；對上述反應(yīng)容器內(nèi)進行排氣的排氣單元(1200)，其特征在于上述旋轉(zhuǎn)單元(118)具備旋轉(zhuǎn)部分(118-2)和具有滑動構(gòu)件的非旋轉(zhuǎn)部分(132)，上述滑動構(gòu)件至少具有滑動面部分，上述滑動面部分的至少一部分具有固體潤滑材料(122)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的淀積膜形成裝置，其特征在于上述滑動構(gòu)件的形狀為圓柱形。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的淀積膜形成裝置，其特征在于上述固體潤滑材料(122)至少包括鎢或者硫中的一種元素。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的淀積膜形成裝置，其特征在于與上述固體潤滑材料(122)滑動的旋轉(zhuǎn)部分(118-2)的材質(zhì)至少包括從不銹鋼、銅、鎳以及它們的合金中選擇出的一種材料。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的淀積膜形成裝置，其特征在于與上述固定潤滑材料(122)滑動的旋轉(zhuǎn)部分(118-2)的材質(zhì)至少包括從不銹鋼、銅、鎳以及它們的合金中選擇出的一種材料。
11.根據(jù)權(quán)利要求6至權(quán)利要求10的任一項中所述的淀積膜形成裝置，其特征在于上述原料氣體導(dǎo)入單元(114)是在上述反應(yīng)容器內(nèi)能夠?qū)敕档那鍧崥怏w的單元。
12.根據(jù)權(quán)利要求6所述的淀積膜形成裝置，其特征在于上述滑動構(gòu)件由固體潤滑材料構(gòu)成。
13.根據(jù)權(quán)利要求6所述的淀積膜形成裝置，其特征在于上述滑動構(gòu)件具有支撐構(gòu)件和在該支撐構(gòu)件的滑動面上隔開間隔設(shè)置的多個固體潤滑材料。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的淀積膜形成裝置，其特征在于上述支撐構(gòu)件的材質(zhì)至少包括從不銹鋼、銅、鎳以及它們的合金中選擇出的一種材料。
全文摘要
本發(fā)明提供使圓柱形支撐體平滑地旋轉(zhuǎn)，滑動特性良好，抗腐蝕以及耐久性高，電子照相特性的不均勻少的淀積膜的形成方法以及裝置，本方法在能夠減壓的反應(yīng)容器內(nèi)設(shè)置圓柱形支撐體，通過旋轉(zhuǎn)單元使上述圓柱形支撐體旋轉(zhuǎn)，使用淀積膜形成用原料氣體導(dǎo)入單元，在上述反應(yīng)容器內(nèi)導(dǎo)入原料氣體，把上述圓柱形支撐體加熱，施加用于激勵上述原料氣體的放電能量，把上述反應(yīng)容器內(nèi)排氣的同時通過等離子體CVD法形成淀積膜，使用具備了非旋轉(zhuǎn)部分的滑動面的至少一部分由固體潤滑材料構(gòu)成的滑動構(gòu)件的上述旋轉(zhuǎn)單元。
文檔編號G03G5/082GK1550574SQ20041003669
公開日2004年12月1日 申請日期2004年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月30日
發(fā)明者片桐宏之, 白砂壽康, 松岡秀彰, 康, 彰 申請人:佳能株式會社